Проект команды творческой лаборатории робототехники Университета ИТМО стал лучшим на Балтийском научно-инженерном конкурсе
Воспитанники творческой лаборатории робототехники Университета ИТМО в пятый раз подряд стали победителями Балтийского научно-инженерного конкурса. В этом году главный приз в секции робототехники взяли Василий Дунаев и Дмитрий Харлапенко, ученики 11 класса Президентского ФМЛ №239, представившие модель автономной системы, которая способна наблюдать за легко повреждаемыми фруктами и ягодами, а также доставлять их потребителю. В прошлом году проект Strawberry fields уже признавался лучшим на Всемирной олимпиаде роботов. О подготовке и перспективах проекта участники команды рассказали ITMO.NEWS.
Балтийский научно-инженерный конкурс: выставка проектов и более 3000 участников
Балтийский научно-инженерный конкурс в этом году отметил свой 15-летний юбилей. Конкурс ежегодно проводится в Санкт-Петербурге с 2005 года. Сейчас, как отмечают организаторы, это одно из самых крупных научных соревнований для школьников в России, которое объединяет строгое судейство научных проектов учеными и преподавателями вузов и современные традиции в организации научных мероприятий.
Организаторами конкурса выступают Фонд «Время науки» и Лаборатория непрерывного математического образования (ЛНМО). В Балтийском инженерном конкурсе ежегодно принимают участие более 500 юных ученых из разных городов России, более 400 представителей жюри, а также более 3000 петербургских школьников — гостей конкурса, научных руководителей из регионов, руководителей компаний и предприятий, которые оценивают исследования. Как подчеркивают организаторы, главная особенность конкурса в том, что на одной площадке объединяются школа, наука и бизнес.
В составе жюри конкурса работает несколько сотен экспертов, в том числе три академика, доктора наук, а также более 90 кандидатов наук. Жюри присуждает дипломы конкурса и главную премию — хрустальный шар «Совершенство как надежда».
Особенности участия
Конкурс проводится по 10 направлениям: математика, физика, химия, техника, физиология и медицина, экология, биология, программирование, робототехника, науки о Земле. Главная особенность: во всех секциях команды могут представить только нереферативные исследования и проекты, содержащие элемент научного открытия или являющиеся законченным техническим устройством.
Исследователи, приглашенные в финал конкурса, в течение дня работают на стендовой выставке, представляя свой проект до 20 раз. В один из дней работы выставки уровень их проектов оценивает научное и учительское жюри, которое выбирает претендентов на получение главных премий конкурса. Задача участников — защитить выставленную на демонстрационном стенде работу, а также в открытом диалоге с представителями жюри доказать, что их исследование содержит элемент научного открытия, в нем разработаны новые методы решения задачи и оно имеет практическую значимость. Таким образом конкурсанты учатся строить научную и бизнес-карьеру.
В дни работы конкурса его посещают сотни гостей, среди них — представители российского бизнеса, журналисты, программисты, петербургские школьники. Все они могут пообщаться с конкурсантами и оценить перспективы кадрового рынка, уровень образования и профессиональных навыков современных школьников, а также выявить наиболее интересные проекты. Лучшие исследователи также получают шанс попасть на стажировку в компанию. Кроме того, в рамках выставки-ярмарки компании и предприятия проводят презентации своих инновационных разработок.
Победители Балтийского научно-инженерного конкурса включаются в команду для участия во Всемирном смотре научных и инженерных достижений учащихся Intel-ISEF.
Проект Strawberry field
Обладателями главного приза в секции робототехники стали воспитанники творческой лаборатории робототехники Университета ИТМО, ученики 11 класса Президентского физико-математического лицея №239 Василий Дунаев и Дмитрий Харлапенко. (Проект творческой лаборатории также реализуется совместно с Президентским физико-математическим лицеем №239.) Команда под руководством Игоря Лосицкого и Евгения Заварина представила на конкурсе модель автономной системы, способной наблюдать за легко повреждаемыми ягодами и фруктами, собирать и доставлять их потребителю.
Strawberry Fields — это «умная» грядка, где выращивается клубника. Проект работает следующим образом: при помощи камеры и нейронной сети робот находит клубнику и определяет ее состояние, после чего размещает карту грядки в интернете. Используя специальное приложение, любой человек может выбрать любую ягоду с грядки, после чего робот собирает ее и погружает на квадрокоптер, который отвозит ее к покупателю.
Главные особенности «умной» грядки — использование технологий Soft Robotics — «мягкого захвата» и создание системы, способной самостоятельно выращивать любые растения с помощью нейросети и базы данных реального времени. Проект готовился специально для Всемирной олимпиады роботов WRO-2018 и в прошлом году стал лучшим в старшей возрастной категории крупнейших международных соревнований. Как отмечают участники команды, на подготовку проекта от идеи до реализации в целом ушло полгода.
«В прошлом году главной темой WRO была “Еда имеет значение”. И поэтому у нас возникла идея реализовать систему, которая сможет собирать легко повреждаемые объекты, в нашем случае это была клубника. Безусловно, мы сразу определились с тем, что нам необходимо работать с более сложной системой, все-таки это старшая категория, где нужно решать нетривиальные задачи. А эта задача — очень интересная и на самом деле она пока что еще мало где решена, — рассказывает Василий Дунаев. — После первоначальной идеи мы стали искать различные варианты, как можно решить эту проблему. Решение подсказали в химико-биологическом кластере Университета ИТМО, в частности, профессор Екатерина Скорб рассказала нам о технологии Soft Robotics, там же нам дали небольшие образцы. Мы вдохновились этой идеей, а дальше уже все делали сами. Сейчас захват, который вы видите на роботе, выглядит как конечный продукт, который мы разработали».
На Балтийском научно-инженерном конкурсе команда на протяжении целого дня представляла проект как научному и бизнес-жюри, так и гостям конкурса.
«Несмотря на все те выставки, конкурсы и соревнования, которые мы уже прошли, могу сказать, что по итогам Балтийского научно-инженерного конкурса мы также получили хороший опыт. Удалось пообщаться с большим количеством компетентных экспертов из разных областей, которые задавали интересные, в том числе практические вопросы», — добавляет Василий.
Перспективы
В перспективе разработка может быть интересна хозяйствам, которые занимаются промышленным выращиванием ягод. Участники команды отмечают, что как модель система полностью завершена, однако в случае интереса к проекту со стороны компаний, они готовы сделать реальный промышленный образец, используя те идеи, которые уже реализованы в модели.
«Когда мы делали этот проект, перед нами стояла задача сделать модель такой системы — написать нейронную сеть, которая определяет состояние ягод, сделать “мягкий захват” для них, подключить к проекту дрон, который может поднять эту ягоду, а также реализовать опцию продажи через мобильное приложение, — рассказывает Дмитрий Харлапенко. — Но, возможно, разработка может быть интересна тем, кто занимается промышленным выращиванием ягод. Проект в большей степени рассчитан на клубнику, которая выращивается в контролируемых условиях, например, в теплицах. И как раз перспективы его практической реализации оценивали члены бизнес-жюри, которые также знакомились со стендами».
Уже в этом году с этим же проектом команда планирует отправиться на одно из крупнейших международных соревнований по робототехнике, которое проводится с 2004 года, — RobotChallenge-2019 в Китай. Перед соревнованиями робототехники планируют немного доработать проект, в частности, добавить дополнительную степень свободы для манипулятора и сделать локальную базу данных. Дело в том, что сейчас авторы Strawberry fields используют для хранения информации о ягодах в Сети сервисы Google, но так как он в Китае заблокирован, необходимо подыскать другие пути. Кроме того, параллельно ребята работают над еще одним проектом, который планируют представить на крупном турнире RoboСup в Австралии, его детали авторы обещают раскрыть позже.
Елена Меньшикова,
ITMO.NEWS